金属腐蚀与防护论文提纲

论文题目：石墨烯-SiO₂复合纳米存储器的电沉积制备及其在防护涂层中的应用

摘要：石墨烯作为目前最热门的二维纳米材料,自成功分离以来,便成为了诸多领域的研究热点。由于其具有优异的阻挡性能、低的气液渗透性能和较高的化学及热稳定性,近些年开始被尝试应用于金属的腐蚀防护领域。但综合目前的研究结果来看,石墨烯直接作为薄膜直接用作防护层反而会加速金属的腐蚀,而防护效果较好的石墨烯复合涂层也仅仅发挥了石墨烯对腐蚀介质的物理屏障作用。因此,如何在保持石墨烯物理阻挡性能的基础上,同时赋予其主动防护的功能,大幅度提高石墨烯复合涂层的长效防护性能,是目前石墨烯防护涂层行业的需求和技术难点。本论文采用溶胶-凝胶电化学技术,以石墨烯粉末为电极,在其光滑的表面阴极沉积一层结合力高、亚微米级厚度、高度多孔的二氧化硅层,并将所得这种存储器用于负载缓蚀剂,新型纳米存储器掺杂的防护涂层具有优异的防护性能。本论文的主要研究内容有:（1）石墨烯表面电化学辅助沉积二氧化硅（G-eSiO2）及其性能研究。采用自制的电沉积装置,在石墨烯粉末表面沉积一层亚微米级厚度的介孔二氧化硅,并对这种复合材料进行了 一系列物理化学表征。扫描电镜和透射电镜图片证实了二氧化硅成功沉积到石墨烯的表面,并且二者之间具有较高的结合力。进而探究了不同沉积电位和沉积时间对二氧化硅层厚度的影响规律,显示出该技术具有较强的可调控性,为制备出不同功能的石墨烯复合材料奠定了基础。（2）以铜片-聚乙烯醇缩丁醛（PVB）涂层体系为例,验证了 G-eSiO2复合纳米存储器在金属腐蚀防护中的应用。利用粗糙多孔的G-eSiO2负载缓蚀剂苯并三氮唑（BTA）,然后掺杂于PVB防护涂层中,大幅提高了涂层的防护性能。盐水浸泡实验,铜离子溶出实验及电化学阻抗谱技术等多种测试手段的结果均表明,负载缓蚀剂后的G-eSiO2掺杂改性的防护涂层具有更好的主动防护效果,能大大降低金属的腐蚀速率。

关键词：石墨烯;电沉积;纳米存储器;缓蚀剂;金属腐蚀防护

学科专业：化学

致谢

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 石墨烯概述

1.1.1 石墨烯的结构和性质

1.1.2 石墨烯的制备方法

1.2 石墨烯在金属腐蚀防护中的应用

1.2.1 单纯石墨烯防护薄膜

1.2.2 石墨烯复合防护涂层

1.2.3 石墨烯的表面改性

1.3 主动防护涂层

1.3.1 无机黏土

1.3.2 介孔二氧化硅

1.3.3 聚合物

1.3.4 聚电解质膜

1.4 电沉积溶胶凝胶法制备二氧化硅薄膜

1.4.1 溶胶-凝胶法(sol-gel法)

1.4.2 电化学辅助沉积

1.4.3 电沉积二氧化硅薄膜及其应用

1.5 本论文的研究意义和内容

参考文献

第二章 实验部分

2.1 实验用品

2.1.1 实验试剂

2.1.2 石墨烯类材料

2.2 实验仪器及表征方法

2.2.1 实验仪器

2.2.2 表征方法

第三章 石墨烯表面的sol-gel电沉积

3.1 引言

3.2 实验方法与步骤

3.2.1 溶液的配制

3.2.2 石墨烯表面电沉积SiO_2

3.2.3 碱化溶液法沉积SiO_2

3.2.4 G-eSiO_2及G/SiO_2粉末的表征

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 G-eSiO_2粉末的表征

3.3.2 G-eSiO_2粉末上SiO_2的结合力测试

3.3.3 G-eSiO_2复合粉末的厚度调控

3.4 本章小结

参考文献

第四章 G-eSiO_2纳米存储器在防护涂层中的应用

4.1 引言

4.2 实验方法与步骤

4.2.1 复合材料的制备

4.2.2 G-eSiO_2和GO-SiO_2材料比表面积表征

4.2.3 缓蚀剂(BTA)的负载

4.2.4 实验用基体及表面前处理

4.2.5 PVB涂层的制备

4.2.6 耐腐蚀性能评价

4.3 实验结果与讨论

4.3.1 G-eSiO_2和GO-SiO_2材料的对比表征

4.3.2 各种复合材料在PVB涂料中的稳定性

4.3.3 铜基体上浸涂改性涂层

4.3.4 改性涂层的耐腐蚀性能评价

4.4 本章小结

参考文献

第五章 总结与展望